华北克拉通东南缘徐州地区分布有大量～900Ma的富Fe-Ti基性岩床,大多均顺层侵入到新元古代碳酸盐地层中。在矿物组成上,它们常含有大量的铁钛氧化物(钛铁矿、磁铁矿和榍石)。在主量元素特征上,其FeOt一般大于14 wt.%, TiO2大于2 wt.%。火山岩和侵入体中的富Fe-Ti玄武质/辉长质岩石的成因在岩石学中被广泛探讨。这些富Fe-Ti岩石对形成Ni-PGE硫化物和Fe-Ti-V-Cr氧化物矿床均十分有利。为了研究这些富Fe-Ti辉长质岩石的成因和岩浆演化特征,我们选取位于徐州东南～46 km处的牛蹄山岩床开展详细的剖面工作。该岩床厚度～30 m,东西延伸～6 km。对剖面上～50 cm等间距采样观察和地球化学进行分析,区分出3个岩相、矿物成分和全岩成分不同的带,分别为上部带(UZ,细粒辉绿岩)、中部带(MZ,中粗粒石英辉长岩)和下部带(LZ,辉长岩)。下部带从下到上进一步分为LZa(辉长岩)、LZb(富Fe-Ti氧化物辉长岩)和LZc(含磷灰石辉长岩)亚带。其冷凝边的成分体现出高度演化的高Fe-Ti岩浆特征(Mg#,39; TiO2,2.9 wt.%; FeOt,14.2 wt.%)。通过对剖面上全岩和矿物化学分析表明,该岩床的矿物结晶顺序为单斜辉石+斜长石-铁钛氧化物+富铁单斜辉石-磷灰石-钠长石+奥长石。岩床冷凝边的成分在水含量为0.2 wt.%和低压条件下MELTS模拟的矿物结晶序列与我们得出的结论一致:单斜辉石和斜长石在岩浆中最先结晶,其液相线温度为1160°C,之后便结晶出铁钛氧化物。因此,该岩床中的富Fe-Ti辉长岩带主要受早期岩浆在低水和低氧逸度的条件下的结晶分异控制:早期硅酸盐矿物的结晶分异使得岩浆向富Fe-Ti的方向演化,铁钛氧化物从演化的富Fe岩浆中结晶,并在重力作用下形成富Fe-Ti的堆晶辉长岩。岩床中出现的榍石可能由岩浆晚期的(富碳酸质)溶/流体与先存的铁钛氧化物之间的反应形成。这一富Fe-Ti的岩浆演化趋势指示了岩浆的产生可能发生在板内(高温,低水,低氧逸度)。具有类似特征的岩石单元还出现在辽东大连盆地、朝鲜平南盆地等。前人通过矿物组成,主微量和Sr-Nd同位素的对比发现,这些岩石具有一定的亲缘性。这些广泛分布的火成岩可能构成了一个～900Ma的大火成岩省,并以徐州为中心,可能代表了华北克拉通在新元古代的一次裂解事件。